JP2023539274A - 電動自転車に電気駆動部を固定するための固定器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、２つの互いに向かい合う穴（３１，３２）を備えた中空部品（３）に装置（２）を固定するために適応された固定器具であって、これらの穴のうち第１の穴（３１）に通されるよう適応されているヘッド（４０）付きの第１のネジ（４）と、公差のある外径を有するスライドスリーブ（６）とを含み、このスライドスリーブ（６）が、これらの穴のうち第２の穴（３２）において第１のネジ（４）を収容するよう適応されており、このスライドスリーブの外径が、すきまばめ（９）により、第１のネジの軸方向（Ｘ－Ｘ）に変位可能である固定器具に関する。

Description

本発明は、２つの互いに向かい合う穴を有する中空部品に、例えば自転車の中空フレームに、装置を固定できるよう適応されている固定器具に関する。本発明はとりわけ、自転車フレームに電気駆動部を固定するための固定器具と、電動自転車の中空フレーム部品に電気駆動部を固定するためにこのような固定器具を備えた電動自転車とに関する。

固定器具を使って部品を固定する場合にはしばしば、場合によっては互いに矛盾する異なる観点に注意が払われるべきである。とりわけ自転車フレームに電気駆動部を取り付ける場合には特殊な要求が生じる。第一に、固定器具により、寿命全体にわたって機械的安定性が達成されなければならない。さらに、電気駆動部のメカニカルインタフェースと、中空フレームまたは開放的な保持部またはその類似物との間の公差補正が可能にされなければならない。自転車フレームに電気駆動部を固定するには、通常は、２つの互いに向かい合う穴に通される一続きのネジが使用される。この場合、公差補正は、一続きのネジとフレームの間のインタフェースの領域内の弾性変形によって行われる。しかしながらこれは、このシステムに機械的応力を加える。さらなる問題領域は、中空部品としてのフレームが共振体を形作り、その結果、動作中の電気駆動部によって発生する騒音が中空フレームによって増強されること、または電動自転車を振動させることにある。このことから、中空部品における装置の、とりわけ自転車フレームまたはその類似物における電気駆動部の改善された固定を実現することが望ましい。

これに対し、請求項１の特徴を有する本発明による固定器具は、一方では、固定されるべき部品の寿命にわたって高い機械的安定性が達成され、かつ固定されるべき装置と中空部品との間のメカニカルインタフェースにおける公差補正も可能であるという利点を有する。さらに、本発明による固定器具は小さな所要面積しか有せず、そのうえ、固定されるべき装置が動作中に騒音を発生させ、この騒音が共振体としての中空部品によって増強され得る場合の騒音軽減も可能にする。これは本発明によれば、２つの互いに向かい合う穴を備えた中空部品に装置を固定するための固定器具が、ヘッド付きの第１のネジおよびスライドスリーブを有することによって達成される。ヘッド付きの第１のネジは、少なくとも、両方の穴のうち第１の穴に通されるよう適応されている。スライドスリーブは、例えば両方の穴のうち第２の穴内で第１のネジを収容するよう適応されており、このスライドスリーブは、中空部品および／または固定されるべき装置に対して相対的に変位可能である。したがってスライドスリーブにより、簡単で確実なやり方で公差補正が実現され得る。スライドスリーブは、第１のネジを固定するために使用されるか、または代替策として、第１のネジに対する対向要素、例えば第２のネジもしくはナットもしくはその類似物のための中間部品としても使用され得る。

引用形式請求項は本発明の好ましい変形形態を示している。
固定されるべき装置が自転車の電気駆動部であり、中空部品がフレームまたはフレーム部品であることが好ましい。

固定器具が、中空部品内の穴のうち第１の穴に通されるよう適応されたヘッド付きの第１のネジを含むことが好ましい。さらに、穴のうちのもう一方の穴において第１のネジを収容するよう適応されている、公差のある外径を備えたスライドスリーブが企図されている。このスライドスリーブの外径は、第１のネジが配置されていないもう一方の穴とのすきまばめが存在するように選択されている。このすきまばめが、固定器具の必要な機械的安定性を保ちながら、簡単で確実な公差補正を可能にする。さらに、固定されるべき装置が動作中に騒音を発生させる場合、スライドスリーブによって騒音軽減の可能性が提供されており、これは例えば自転車の電気駆動部の場合に可能である。

スライドスリーブが第１のネジを収容するための雌ネジを有することが好ましく、かつ第１のネジが、スライドスリーブの雌ネジと噛み合い得る雄ネジを有することが好ましい。これにより、固定器具の最少の部品数およびとりわけ小さな所要面積および少ない重量が実現され得る。

固定器具がさらに、第１のネジと好ましくは直接的にまたはその代わりに間接的に結合されている第２のネジを含むことがさらに好ましい。第１のネジが雌ネジ付きの止まり穴を有することが好ましく、この止まり穴は、雄ネジ付きの第２のネジを収容するよう適応されている。代替策として、第２のネジが雌ネジ付きの止まり穴を有し、この止まり穴が、相応に形作られた雄ネジを備えた第１のネジを収容するよう適応されている。止まり穴の代わりに通り穴が設けられていてもよい。

第１のネジの形態は、第１のネジが第２のネジより長いことが特に好ましい。これに関し、第１のネジが中空部品内の穴のうち第１の穴も第２の穴も通り抜ける長さを有するように、第１のネジが形成されていることが特に好ましい。

スライドスリーブが、本体および内フランジを有することがさらに好ましい。これに関し、本体と内フランジは２つの異なる材料から製造されている。この本体が、とりわけすきまばめされるよう、スライドスリーブの外径を規定する。内フランジは本体より硬い材料から形成されている。内フランジが金属材料から、本体がプラスチック材料から製造されていることが好ましい。

スライドスリーブがさらに外フランジを有することがさらに好ましい。外フランジは好ましくは内フランジと同じ材料から製造されている。内フランジおよび外フランジが、穴あき円板またはワッシャーとして製造されていることが特に好ましい。これに関し本体は内フランジと外フランジの間に配置されている。内フランジが本体より大きな外径を有することが好ましい。外フランジが本体より小さな直径を有することが好ましい。外フランジおよび内フランジは本体と固定的に結合されてもよく、または代替策として、外フランジおよび内フランジは無固定で本体に当接されているだけである。これに関し、固定器具を取り付ける際に外フランジおよび内フランジが中空円筒形の本体の端面に押し付けられ、本体は、公差補正および固定を実施するために弾性変形する。

固定器具が第１のブッシュおよび第２のブッシュを含むことがさらに好ましく、これに関し、第１のネジは第１および第２のブッシュに通されている。
第１のブッシュが内ブッシュおよび外ブッシュを有することが好ましく、この内ブッシュと外ブッシュは異なる材料から製造されている。内ブッシュが外ブッシュより硬い材料から製造されていることが好ましい。同じように、第２のブッシュが内ブッシュおよび外ブッシュを有することが好ましく、内ブッシュと外ブッシュは異なる材料で製造されている。第２のブッシュでは、内ブッシュが、第１のネジの雄ネジと噛み合うよう適応されている雌ネジを有することがさらに好ましい。

第１のブッシュおよび第２のブッシュがそれぞれ外側に向けられたフランジを有することが特に好ましい。この外側に向けられたフランジが内ブッシュにも外ブッシュにも設けられていることが特に好ましい。

第１および第２のブッシュの内ブッシュの材料が、硬質弾性素材、とりわけ金属であることが好ましい。第１および第２のブッシュの外ブッシュの材料が、軟質弾性素材、とりわけプラスチックであることが好ましい。

本発明のさらなる好ましい一形態によれば、固定器具がさらに、鋼線メッシュに由来する第１および／または第２の中間要素を含み、この中間要素の各々が中心開口部を有する。中間要素がブッシュ状に形成されていることが好ましく、第１のネジおよび／または第２のネジは、中間要素の中心開口部に通されている。

本発明はさらに、本発明による固定器具を備えた車両、とりわけ電動自転車に関する。
以下に、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい例示的実施形態を詳細に説明する。

本発明の第１の例示的実施形態に基づく自転車フレームにおける電気駆動部の固定器具の概略断面図である。 本発明の第２の例示的実施形態に基づく自転車フレームにおける電気駆動部の固定器具の概略断面図である。 本発明の第３の例示的実施形態に基づく自転車フレームにおける電気駆動部の固定器具の概略断面図である。 図３の鋼線メッシュに由来する要素の概略透視図である。 本発明の第４の例示的実施形態に基づく自転車フレームにおける電気駆動部の固定器具の概略断面図である。 本発明の第５の例示的実施形態に基づく自転車フレームにおける電気駆動部の固定器具の概略断面図である。

以下に、図１を参照しながら本発明の第１の好ましい例示的実施形態に基づく固定器具１を詳細に説明する。
固定器具１は、中空部品３に、この例示的実施形態では自転車のフレーム部品に、複数の部分からなるハウジング２ａ、２ｂを備えた装置２を、この例示的実施形態では自転車の電気駆動部を固定するために適応されている。

図１から明らかであるように、中空部品３は、第１の穴３１および第２の穴３２を含む。両方の穴は、中空部品において互いに向かい合って配置されている。両方の穴の間に、貫通口２０を有する装置２が配置されている。これに関し固定器具１は、装置２内の貫通口２０に通されている。固定器具１は、ヘッド４０付きの第１のネジ４およびスライドスリーブ６を含む。スライドスリーブ６は、第１のネジ４をとりわけ第２の穴３２内で収容するよう適応されており、このスライドスリーブ６は、中空部品３および装置２に対して相対的に変位可能である。

スライドスリーブ６は、中空円筒形の本体６０、内フランジ６１、および外フランジ６２を含む。内フランジ６１は、本体６０の外径より大きな外径を有する。外フランジ６２は、本体６０の外径より小さな外径を有する。スライドスリーブ６は、２つの異なる材料から製造されている。これに関し本体６０は軟質フレキシブル材料、例えばプラスチックから製造されている。とりわけ本体６０は弾性変形可能である。内フランジ６１および外フランジ６２は硬質弾性材料、例えば金属から製造されている。この例示的実施形態では、内フランジ６１および外フランジ６２は穴あき円板として企図されている。これに関し内フランジ６１および外フランジ６２はそれぞれ、本体６０の端面側の端部領域に当接されているだけである。

本体６０はその外径により、中空部品３の第２の穴３２に対するすきまばめ９を規定する。これにより、第１のネジ４の軸方向Ｘ－Ｘでのスライドスリーブ６の変位が可能である。

固定器具１はさらに第２のネジ５ならびに第１のブッシュ７および第２のブッシュ８を含む。
第２のネジ５は、ヘッド５０および雄ネジ５１を備えた胴部を有する。図１から分かるように、第２のネジ５の軸方向Ｘ－Ｘの長さは、第１のネジ４の長さより短い。これに関し、第２のネジ５は第１のネジ４より明らかに短い。第１のネジ４は、第１の穴３１にも第２の穴３２にも通されているような長さを有する。第１のネジ４は、雌ネジ４３付きの止まり穴４２をさらに有する。第２のネジ５はその雄ネジ５１により、第１のネジ４の雌ネジ４３にねじ込まれている。これに関し、第１のネジ４のうち止まり穴４２が形成されている領域は部分的にスライドスリーブ６の内部に配置されている。

第１のブッシュ７は、内ブッシュ７０および外ブッシュ７１を含む。内ブッシュ７０と外ブッシュ７１は異なる材料から製造されている。内ブッシュ７０が金属材料から、外ブッシュ７１がプラスチック材料から製造されていることが好ましい。これに関し、内ブッシュも外ブッシュもそれぞれ外側に向けられたフランジ７０ａまたは７１ａを有する（図１を参照）。第２のブッシュは、第１のブッシュ７と類似の、内ブッシュ８０および外ブッシュ８１を備えた構造を有する。内ブッシュ８０は外側に向けられたフランジ８０ａを、外ブッシュ８１は外側に向けられたフランジ８１ａを有する。第２のブッシュ８はさらに、内ブッシュ８０に雌ネジ８２を有する。

図１から明らかであるように、第１のネジ４は、止まり穴４２内の雌ネジ４３だけでなく、これに加えて雄ネジ４１も有する。雄ネジ４１は、第２のブッシュ８の雌ネジ８２と噛み合っている。

図１は、固定器具１が先ずは事前の取付け状態にある固定器具１の状態を示す。この場合、第２のブッシュ８とスライドスリーブ６の間にはまだ隙間１０が存在している（図１を参照）。完全に取り付けられた状態では、第２のネジ５が第１のネジ４の止まり穴４２に完全にねじ込まれ、その際にスライドスリーブ６が矢印Ａの方向に、第２のブッシュ８の方向に動く。これにより隙間１０が閉じられる。内フランジ６１の領域内のスライドスリーブ６と、フランジ８０ａの領域内の第２のブッシュ８とが接触するとすぐに、最終的な固定までのスライドスリーブ６の本体６０の弾性変形が始まる。したがってスライドスリーブ６により、簡単で効果的なやり方での公差補正が提供され得る。

よって固定器具１は二段階のネジ固定を可能にし、これに加え、スライドスリーブ６の本体６０により、電気駆動部から中空フレームへの構造力学的伝達経路の遮音が可能にされる。これに関し固定器具１の取付けは、システム全体にさほどの応力を加えず、とりわけ、装置２から中空部品３への音響伝達経路を断つ。

さらに、第１のブッシュ７および第２のブッシュ８はそのそれぞれの内ブッシュ７０，８０により、固定器具の必要なテンションが引き出される当てがい部を形作る。図１は内ブッシュ７０と８０の間に小さな第２の隙間１１が存在している状態も示す。長い第１のネジ４により、さらに装置２が図１では左側で固定される。これにより、第１のネジ４と第２のブッシュ８の間で第１のネジ固定が提供されており、かつ第１のネジ４と第２のネジ５の間で第２のネジ固定が実現されている。したがって第２のネジ５のネジ締め工程の際には、スライドスリーブ６が、すきまばめ９の故に、隙間１０が閉じるまで軸方向Ｘ－Ｘにおいてフランジ８０ａに向かって限界まで変位される。これにより、装置２と中空部品３の間の公差補正が可能にされ得る。さらなる公差補正は、両方の外ブッシュ７１，８１の変形および第２の隙間１１が閉じることによって可能にされる。第１のネジ４内に第２のネジ５をさらにねじ込むと、この場合、上で説明したように本体６０が弾性変形し、これにより、本体６０が第２の穴３２内で永続的に固定的に締付固定されるように、第２の穴３２内で本体６０が拡張される。よって固定器具１の第２の側も、フレームに固定的に係止されており、かつフレームでの電気駆動部の確実な固定が可能にされている。

図２は、本発明の第２の例示的実施形態に基づく固定器具１を示す。同じまたは機能的に同じ部分は同じ符号で表されている。
第１の例示的実施形態とは異なり、第２の例示的実施形態の固定器具１は、雌ネジ６３を有するスライドスリーブ６を有する。第１のネジ４は雄ネジ４１を有する。雄ネジ４１はスライドスリーブ６の雌ネジ６３と噛み合っている。第１のブッシュ７および第２のブッシュ８がさらに設けられており、第２の例示的実施形態の第２のブッシュ８は雌ネジを有しない。第１および第２のブッシュ７および８はそれぞれ内ブッシュ７０，８０および外ブッシュ７１，８１を有する。この第１と第２のブッシュ７，８の軸方向の長さが異なっている。

スライドスリーブ６と第２の穴３２の間にはここでもすきまばめ９が形成されている。これにより公差補正が可能にされ得る。その代わりにスライドスリーブ６と第２の穴３２の間の中間ばめが設けられていてもまたよい。これにより、第１のネジ４を締めると、スライドスリーブ６が第２のブッシュ８のフランジ８０ａに接触するまで、スライドスリーブ６が軸方向において装置２の方向に変位される。この場合、接触した時点から、中空部品３に装置２を固定するためのプリロードが発生する。

図３および図４は、本発明の第３の例示的実施形態に基づく固定器具１を示す。同じまたは機能的に同じ部分は前出の例示的実施形態と同じ符号で表されている。
第３の例示的実施形態は、追加的にさらに、装置２と中空部品３の間に配置されている減衰要素１２を有する。減衰要素１２はより正確には、図４から明らかであるように中心開口部１２ａを備えた円板状の部品であり、自転車フレームの内側で左右に配置されている。したがって減衰要素１２は、第１のブッシュ７と自転車フレームの間または第２のブッシュ８と自転車フレームの間に配置されている。減衰要素１２は鋼線メッシュから製造されている。減衰要素１２の減衰の程度および剛性は、メッシュおよび予め決定される加圧度合いによって的確に調整され得る。したがって、この編まれた減衰要素１２の使用により、熱的結合も電気的結合も実現可能である。減衰要素１２は、とりわけ振動減衰のために、および装置２から中空部品３に伝達される騒音低減のために役立つ。これにより、とりわけ自転車の電気駆動部からの自転車フレームのデカップリングが可能にされ得る。金属として、ＣｒＮｉまたは相応の合金が使用されることが好ましい。これは、長い寿命および高い負荷耐性の利点を有する。さらにこの材料は耐老朽化性であり、これによりクリープおよび硬化が発生しない。その他の点では、この例示的実施形態は１つ前の例示的実施形態に相応しており、よってそこで述べた説明を参照することができる。

図５は、本発明の第４の例示的実施形態に基づく固定器具１を示す。同じまたは機能的に同じ部分はここでも前出の例示的実施形態と同じ符号で表されている。
第４の例示的実施形態では、スライドスリーブ６はもう中空部品３内ではなく装置２内に配置されている。これに関し、図５から明らかであるように、２つのスライドスリーブ６が設けられている。さらにスライドスリーブ６はそれぞれ雌ネジ６３を有する。この雌ネジ６３はそれぞれ第１のネジ４の雄ネジ４１または第２のネジ５の雄ネジ５１と噛み合っている。スライドスリーブ６が、中空部品３と装置２の間の公差を補正し得る。このスライドスリーブ６はそれぞれ、装置２内にすきまばめ９で配置されている。これに関し、隙間腐食を防止するため、装置２の収容開口部内に潤滑油が施されることが好ましい。これにより、構造が非常に単純な固定器具１において公差補正が可能にされ得る。

図６は、本発明の第５の例示的実施形態に基づく固定器具１を示す。同じまたは機能的に同じ部分は前出の例示的実施形態と同じ符号で表されている。第５の例示的実施形態は、第３の例示的実施形態のように、図４に示されたような鋼線メッシュに由来する減衰要素１２を有する。減衰要素１２は、装置２と中空部品３の音響デカップリングを可能にする。２つのスライドスリーブ６は、第４の例示的実施形態のように装置２内で相応の孔またはその類似物内に配置されている。第１のネジ４または第２のネジ５はそれぞれ、第４の例示的実施形態のように装置２内のスライドスリーブ６の一方にねじ込まれている。このねじ込み工程中に、ここでもスライドスリーブ６の軸方向の変位によって公差補正が可能にされ得る。その他の点では、この例示的実施形態は前出の例示的実施形態に相応しており、よってそこで述べた説明を参照することができる。

Claims (17)

1. ２つの互いに向かい合う穴（３１，３２）を有する中空部品（３）に装置（２）を固定するために適応された固定器具であって、
   － 前記穴のうち第１の穴（３１）に通されるよう適応されているヘッド（４０）付きの第１のネジ（４）と、
   － 前記第１のネジ（４）を収容するよう適応されているスライドスリーブ（６）とを含み、前記スライドスリーブ（６）が、前記中空部品（３）および／または前記装置（２）に対して相対的に変位可能である、固定器具。
2. － 前記スライドスリーブ（６）が、公差のある外径を有し、
   － 前記スライドスリーブ（６）が、前記穴のうち第２の穴（３２）において前記第１のネジ（４）を収容するよう適応されており、かつ
   － 前記スライドスリーブの前記外径においてすきまばめ（９）が形成されており、したがって前記スライドスリーブが、とりわけ前記第２の穴（３２）内で、前記第１のネジの軸方向（Ｘ－Ｘ）に変位可能である、請求項１に記載の固定器具。
3. 前記スライドスリーブ（６）が、前記第１のネジ（４）を収容するための雌ネジ（６３）を有する、請求項２に記載の固定器具。
4. 第２のネジ（５）をさらに含み、
   － 前記第１のネジ（４）が、雌ネジ（４３）付きの止まり穴（４２）を有し、かつ前記第２のネジ（５）が、前記止まり穴（４２）の前記雌ネジ（４３）とネジ結合するために適応されている雄ネジ（５１）を有し、または
   － 前記第１のネジ（４）が雄ネジを有し、かつ前記第２のネジ（５）が、前記第１のネジ（４）の前記雄ネジを収容するよう適応されている雌ネジ付きの止まり穴を有し、請求項２に記載の固定器具。
5. 前記第１のネジ（４）の長さが前記第２のネジ（５）の長さより大きい、請求項４に記載の固定器具。
6. 前記スライドスリーブ（６）が、本体（６０）および内フランジ（６１）を有し、前記本体（６０）が、前記内フランジ（６１）とは違う材料から製造されており、かつ前記本体（６０）が、前記内フランジ（６１）より低い硬度を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の固定器具。
7. 前記スライドスリーブ（６）がさらに外フランジ（６２）を有し、前記外フランジ（６２）が好ましくは前記内フランジ（６１）と同じ材料から製造されている、請求項６に記載の固定器具。
8. 前記外フランジ（６２）および前記内フランジ（６１）が、前記本体（６０）と固定的に結合されているかまたは前記本体（６０）に無固定で当接されている穴あき円板として形成されている、請求項７に記載の固定器具。
9. 前記すきまばめ（９）が前記本体（６０）の外周面において形成されている、請求項６～８のいずれか一項に記載の固定器具。
10. 第１のブッシュ（７）および第２のブッシュ（８）をさらに含み、前記第１のネジ（４）が前記第１のブッシュ（７）および前記第２のブッシュ（８）に通されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の固定器具。
11. 前記第１のブッシュ（７）が内ブッシュ（７０）および外ブッシュ（７１）を有し、かつ／または
    － 前記第２のブッシュ（８）が内ブッシュ（８０）および外ブッシュ（８１）を有し、かつ
    － 前記内ブッシュ（７０，８０）が前記外ブッシュ（７１，８１）とは違う材料から製造されている、請求項１０に記載の固定器具。
12. 前記内ブッシュ（７０，８０）の硬度が前記外ブッシュ（７１，８１）の硬度より大きい、請求項１１に記載の固定器具。
13. 前記第２のブッシュ（８）が雌ネジ（８２）を有し、かつ前記第１のネジ（４）が、前記第２のブッシュ（８）の前記雌ネジ（８２）と噛み合う雄ネジ（４１）を有する、請求項１１または１２に記載の固定器具。
14. 前記第１のブッシュ（７）および前記第２のブッシュ（８）がそれぞれその端部の一方で、外側に向けられたフランジを有し、前記フランジが、とりわけ前記内ブッシュおよび前記外ブッシュによって形成されている、請求項９～１３のいずれか一項に記載の固定器具。
15. 中心開口部（１２ａ）を有する鋼線メッシュに由来する減衰要素（１２）をさらに含み、少なくとも前記第１のネジ（４）が前記減衰要素（１２）に通されている、請求項１～１４のいずれか一項に記載の固定器具。
16. 前記スライドスリーブ（６）が前記第２の穴（３２）内に配置されている、請求項２～１５のいずれか一項に記載の固定器具。
17. 装置（２）、とりわけ電気駆動部と、２つの互いに向かい合う穴（３１，３２）を備えた中空部品（３）、とりわけフレームまたはフレーム部品とを含み、請求項１～１６のいずれか一項に記載の固定器具を含む、車両、とりわけ電動自転車。

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